劳氏船级社访谈：氢能、燃料电池与零排放航运的未来（长文）
劳氏船级社技术部 — 燃料电池技术首席专家劳氏船级社（Lloyd's Register）成立于1760年，总部位于伦敦，是一家为海事行业提供工程、技术及风险管理解决方案的全球性专业服务公司。
在本次采访中，托马斯·拜尔博士探讨了氢能与燃料电池技术如何在基于风险的认证体系和行业协作的支撑下，加速海事行业向零排放目标转型。
受访者简介劳氏船级社（LR）是一家专注于海事及近海行业工程、技术和风险管理的全球领先专业服务公司，成立于1760年，总部设于伦敦。
作为主要船级社，LR提供船级认定与合规服务，协助客户在满足不断演进的环境及监管标准的同时，设计、建造、运营和管理海事资产。
凭借深厚的技术专长和咨询服务，该公司支持海事行业向更安全、更可持续、更低碳的运营方向转型。
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引言
问：请介绍您在燃料电池技术和替代能源系统领域的职业历程与领导经验，以及这些背景如何塑造了您在劳氏船级社推动氢能和零碳技术安全应用方面的战略视角？
托马斯·拜尔博士： 自2008年以来，我的职业历程始终围绕着氢能与燃料电池技术展开，涵盖多个行业领域，使我对这些系统在真实运行条件下的行为规律形成了广泛而实践性的深刻理解。
我的职业生涯始于德国航空航天中心，专注于便携式及小型固定式燃料电池系统以及早期航空应用的研究，由此积累了在受控环境外部署燃料电池所面临的系统集成挑战、安全考量及性能实际情况的第一手经验。
2013年至2016年，我在日本领先的氢能研究机构——九州大学攻读工程博士学位。
这段经历显著强化了我在燃料电池科学方面的技术基础，拓宽了我的分析能力，并使我直接接触到前沿研究和国际合作，也帮助我深入理解了将有潜力的研究成果转化为实用技术所需的路径。
此后，我加入洋马公司，参与船用燃料电池动力系统的研发，涵盖基于重整器的系统和氢燃料系统。我还主导了一个专注于燃料电池驱动的重型非道路移动机械项目，这进一步拓展了我在安全集成和监管合规方面的跨行业视野。
这些经历深刻塑造了我在劳氏船级社推动氢能和零碳技术安全应用的战略视角。凭借在船用与非船用应用领域的丰富实践经验，我能够区分真实风险与感知风险，并有助于制定既严格又合理的技术要求。
我深刻认识到早期行业参与、透明可预期的指导框架以及紧密合作对于加速安全应用的重要性。劳氏船级社的优势在于担当可信赖的技术合作伙伴——在保障安全的同时促进创新，为行业大规模部署新型氢能和零碳技术提供所需的信心。
专题一：劳氏船级社船上制氢首部指导说明——战略、范围与监管清晰度
问：劳氏船级社发布海事行业首部船上制氢专项指导说明的战略愿景是什么？在行业脱碳进程的当前阶段，为何认为这一举措势在必行？
托马斯·拜尔博士： 劳氏船级社（LR）发布行业首部船上制氢专项指导说明的决定，体现了对海事脱碳在近中期发展方向的清醒战略判断。
氢能被广泛认可为实现长期零碳能源转型的关键选项，但其大规模部署目前仍受制于基础设施可用性、储存技术挑战和成本等因素。
船上制氢作为一种切实可行的过渡方案正逐渐显现出其独特价值——它使船东和运营商无需面对氢气供应可用性的制约或在船上配备专用氢气储存装置，便可立即部署燃料电池技术。
通过从已广泛供应的替代燃料中生产氢气，运营商可从现在开始积累宝贵的运营经验，为氢气大规模商业可用后的平稳过渡奠定基础。
发布时机具有重要意义。监管压力通过欧盟碳排放交易体系（EU ETS）和"FuelEU海事"法规等工具持续加码，而国际海事组织（IMO）针对氢气的专项规则仍在演进之中。
这在意愿与实际落地之间形成了明显落差。新发布的指导说明直接回应了这一缺口——为设计方、船厂、运营商和船旗国主管机关提供基于现行法规和劳氏船级社经验的建议，指导如何实现船上制氢设备的安全集成。
问：船上制氢日益被视为应对有限加氢基础设施的过渡方案。劳氏船级社的指导如何在支持这一"桥梁战略"的同时，保持与航运长期零排放目标的一致性？
托马斯·拜尔博士： 船上制氢完全契合劳氏船级社的判断——脱碳将是一个分阶段推进的过程，而非一次单一的技术飞跃。
我们近期发布的《氢能思考》报告指出：尽管氢能在燃料电池中使用时可实现从油箱到尾气的零排放，但其上游生产仍以化石能源为主，低排放氢在全球产量中占比不足1%。
与此同时，液氢储存（需维持零下253°C）带来的严苛的容积和运营限制，制约了其在特定船型和航线上的直接应用。
通过允许船上从乙醇或氨等初级燃料中制取氢气，船东可立即开始部署燃料电池及相关电气架构，在外部氢能基础设施持续发展的同时，积累运营经验，推动供应链成熟。
这一方式还赋予船舶设计更大的前瞻灵活性——系统可随燃料供应条件的改善而迭代升级，而不必过早将运营商锁定在单一燃料路径上。
与此同时，劳氏船级社也认识到，某些船型可能在长期内仍将依赖船上制氢，尤其是在氢气储存限制使直接氢气加注不切实际的情况下。
在这类场景中，使用碳中性燃料（如绿色甲醇）可使船上制氢成为一条碳中性路径。
同样，在适当条件下，将船上制氢与碳捕获和储存系统相结合，即便不转用碳中性燃料，也能实现接近零排放乃至净零排放的运营。
这为运营商提供了多条切实可行的大幅减排路径，同时保留了未来燃料选择的灵活性。
专题二：船级社在推动氢能与燃料电池应用中的角色
问：在氢能技术国际法规尚在演进的背景下，船级社在为船东、船厂和技术开发商提供信心方面发挥着怎样的关键作用？
托马斯·拜尔博士： 在当前的监管环境下，船级社在推动氢能技术应用方面扮演着不可或缺的核心角色。国际规则正在稳步推进，但尚未全面覆盖目前提出的所有氢能应用场景。
国际海事组织关于氢燃料的临时指南才刚刚进入最终审批阶段，氢气供应系统和船上使用的详细要求仍在持续演进。在此背景下，早期项目无法单纯等待成熟法规的出台，而需要一套获监管机构和保险公司信任的保证框架。
这正是船级社所能提供的核心价值。通过将高层次的安全目标转化为具体的工程要求，船级社使项目得以以结构化、可辩护的方式有序推进。劳氏船级社的方法以IGF规则的要求为基础——任何基于氢能的装置都必须证明其达到与使用天然气系统同等水平的安全性。
由于目前的规定性规则仅针对天然气，其他包括氢气在内的低闪点燃料，必须依照IMO MSC.1/Circ.1455，通过替代设计、基于风险的审批路径加以处理。
这确保了氢能技术在接受评估时，须遵循适用于已成熟船用天然气燃料及动力生产系统的同等总体安全目标，如密封完整性、有效泄漏检测和安全关断等，同时在如何实现这些目标方面为新技术保留了灵活空间。
在实践中，这一方法在维持与传统海事安全要求连贯性的同时，也在规定性法规仍在制定中的领域，为新兴氢能解决方案的安全集成提供了可行路径。
若缺乏这种结构化方式，风险将是：不同利益相关方做出各自解读，审批结果缺乏一致性，最终削弱业界对氢能解决方案的整体信心。船级社提供了共同的技术语言，使创新能够从孤立的示范项目扩展至规模化应用。
问：从安全保障角度看，劳氏船级社如何在鼓励氢能和燃料电池系统创新的同时，履行风险管控和确保合规的职责？
托马斯·拜尔博士： 在鼓励创新的同时保障生命、资产和环境安全，需要同等程度的严谨性与开放性。
我们的方法刻意采用基于风险而非规定性的思路，与IGF规则中嵌入的替代设计与布置（ADA）流程保持一致。
ADA框架旨在使创新性解决方案得以实现，同时确保替代设计满足适用法规的目标性和功能性要求。
劳氏船级社的氢能规则同样允许偏离规定性规则的替代布置，前提是通过基于风险的认证方法证明达到同等安全水平。
为此，劳氏船级社开发了"ShipRight基于风险认证（RBC）"程序，与IMO指南保持一致，包括：用于替代设计的MSC.1/Circ.1455、用于等效安全的MSC.1/Circ.1002，以及SOLAS第II-1和II-2章ADA的MSC.1/Circ.1212/Rev.2。这一基于风险、以目标为导向的框架，体现在劳氏船级社关于氢能和燃料电池动力装置的技术指导说明中。
劳氏船级社的《船用燃料电池安装指导说明》（CN01）具体展示了这种创新与安全保障之间的平衡在实践中的落实方式。
气体安全和"安全关断保护"燃料电池舱室等概念，为设计方提供了清晰的架构选项，每种选项均有明确的安全策略和要求。
在证据仍不充分的领域，对通风性能、气体检测阈值、自动关断逻辑和消防保护的要求保持了审慎的保守性，但相关要求也是透明的——开发方清楚地知道预期是什么以及背后的原因。
这一方法有助于促进创新，因为它聚焦于结果，而非规定具体技术。
与此同时，它通过坚持要求安全等效性的主张必须得到分析、测试和验证的支撑，有效管控了风险。随着运营经验的积累，这些要求可以不断演进，但在没有充分证据支撑的情况下，标准不会被降低。
这种平衡是劳氏船级社作为安全推动者和安全守护者双重身份的核心所在。
专题三：全球氢能市场——技术成熟度、成本与应用前景
问：从劳氏船级社的全球视野来看，您如何评估燃料电池和重整技术在船用与近海应用领域当前的成熟度？
托马斯·拜尔博士： 从技术角度看，氢能技术的成熟度往往比表面看起来更高。
燃料电池尤其如此——在汽车和固定式发电应用中已积累了大量运行小时数，其性能特征也已被充分认识。目前缺乏的，是大规模船用场景下的运营经验，尤其是在近海和深海等严苛环境中的应用。
对于船用应用而言，其要求远比汽车系统严苛。燃料电池系统必须在恶劣的海洋环境下展现可靠性能和强健性，包括持续振动、船体运动等条件，同时还须满足更长的维护周期和更高的耐久性要求，以契合船舶的运营计划和全寿命周期预期。
实现这一目标需要进一步的技术开发，且这些更高的耐久性指标需要在真实海洋运营条件下加以验证。
船上制氢引入了额外的复杂性，需要在各种条件下可靠运行的工艺设备。这些系统的船用经验更为有限，因为大多数重整和工艺密集型制氢技术起源于陆基固定应用。
其在持续船体运动、振动、纵倾横摇及动态负荷变化下的稳健性尚未得到充分验证，因此运营可靠性和环境适应性强化仍是需要在海上进一步论证的关键领域。
问：您预计哪些特定船舶细分市场或地区将率先推广氢能和船上制氢技术，推动这一势头的核心因素是什么？
托马斯·拜尔博士： 氢能在航运领域的早期应用可能集中于短途近海和固定航线运营。这类细分市场能够更好地应对氢气的储存挑战，并受益于可预期的加注安排。
《氢能思考》报告明确指出，当前氢能船舶的发展与短途航线直接相关——频繁补给可有效缓解体积效率损失的问题。
挪威氢气渡轮和瑞士客运船舶等项目印证了这一规律。它们运营于政策支持力度大、可再生能源充裕、愿意投资首创型基础设施的地区。
监管激励同样发挥着作用——"FuelEU海事"法规对非生物质来源可再生燃料设置的倍增系数，从近期来看大幅提升了绿色氢的合规吸引力。
深海应用的普及将更为缓慢，并非因为氢气在原理上不适用，而是储存、成本和基础设施方面的挑战随航程增加而成倍放大。
对于这些细分市场，船上制氢或许能提供一条更为实际的路径，因为它减少了对大规模氢气储存的依赖，并充分利用了具有更高体积能量密度的替代初级燃料，如甲醇、氨或天然气。
在这一背景下，我们的指导说明旨在支持先行者，同时为技术、燃料供应和监管框架趋于成熟后的更广泛部署做好铺垫。
专题四：船上氢气系统的监管、安全与认证挑战
问：船上制氢带来了复杂的安全考量。设计方和运营商必须解决哪些最关键的风险，才能确保安全集成？
托马斯·拜尔博士： 船上制氢引入了氢气特有危害与工艺设备风险的独特组合，必须审慎应对，方能确保安全集成。
氢气本身带来众所周知的挑战——其燃爆范围极宽，点火能量极低，即便是微小泄漏也可能带来危险，在密闭的船上环境中更具爆炸升级的潜在威胁。
氢气密度低，易在顶部空间积聚，要求通风和气体检测系统必须充分考虑空间几何形状和内部结构进行精心设计。
当船上使用制氢系统时，船舶实际上同时携带两种危险物质——初级燃料和生产出的氢气，这自然增加了系统的复杂性。
两种燃料的燃爆特性、扩散行为和点火特性各不相同，因此风险评估不能孤立进行。
为此，劳氏船级社要求严格的区域隔离、明确划定的危险区域、综合的风险分析，以及防止一种物质的危害影响另一种物质安全边界的相应安全措施。
此外，大多数重整技术来自陆基应用，其在船体运动、振动和密闭空间条件下的行为远未得到充分验证。多种燃料、更多中间环节和有限的船用运营经验相互叠加，使得结构化、全系统风险评估成为确保船上安全集成的必要前提。
更复杂的是，船上制氢尚缺乏成熟的国际规范，设计方无法单纯依赖规定性规则。因此，他们必须遵循基于风险的审批路径，并借助劳氏船级社的指导说明，系统化地证明危害已得到识别和处理，且所提议安装方案的安全结果一致可信。
问：劳氏船级社的指导说明如何运用基于风险的方法——如危害识别和安全研究——来支持制氢系统的方案审批、认证和运营保障？
托马斯·拜尔博士： 我们对氢能技术认证的方法，建立在结构化风险评估的基础上，而非依赖规定性核查清单。这一方法契合现实——氢能系统形态各异，安全性必须被证明，而不能被假设。
劳氏船级社的要求依据风险程度分级，并以"ShipRight基于风险认证（RBC）"框架为基础——这一结构化流程专门用于评估新型或替代设计，并依据IMO MSC.1/Circ.1455论证同等安全水平。
我们的指导说明强调，船上制氢不能单纯依赖规定性规则，必须采用正式的基于风险的认证方法。指导说明阐明了新技术必须通过系统性设计审查、危害识别、风险评估和验证活动来证明安全性，并引导读者遵循劳氏船级社的RBC流程。
RBC为评估替代或创新系统提供了必要框架——在规定性要求不足或缺失时，确保所有制氢装置的评估与燃料电池动力系统具备同等的严谨性和透明度。
船上制氢指导说明通过明确将陆基制氢技术适配至船用环境的挑战，进一步支持了这一方法论。
指导说明提出了关于设计、测试和验证的建议，共同支撑形成可辩护的安全论证。这使监管机构和运营商相信：制氢装置的安全性能够通过透明、基于证据的流程加以论证。
专题五：未来展望——项目、示范与劳氏船级社氢能路线图
问：劳氏船级社目前参与了哪些氢能、燃料电池或船上制氢项目和示范计划？随着更多氢能项目从概念走向落地，您如何看待劳氏船级社指导体系的演进方向？
托马斯·拜尔博士： 劳氏船级社已参与了广泛的既往和在研燃料电池船舶项目，涵盖低温和高温燃料电池技术，使用的燃料从液化天然气和甲醇到氢气不等。
这些项目包括：配备可移动液氢罐的液氢燃料邮轮概念（如欧盟资助的SPS项目）、液氢动力混合超级游艇、气态氢燃料渡船、气体运输船及港口工程船（如H2B2等项目）。
这些项目中许多涉及多兆瓦级燃料电池动力装置，反映了行业向氢燃料船舶概念迈进的整体趋势。劳氏船级社还观察到，氢能技术提供商寻求原则性审批或型式认可的需求日益强劲，这背后是降低监管不确定性、加快商业化就绪的迫切需要。
随着更多项目推进、运营经验持续积累，劳氏船级社的指导体系将相应演进——完善对防护措施和冗余配置的建议，强化测试要求以论证在船用环境下的稳健性和性能，并优化安全概念与审批流程。
一个可能的发展方向是：氢能和燃料电池系统逐渐形成标准化设计模式。随着这些模式在多个项目中得到验证，将可被规范化，从而降低不确定性和成本。
船上制氢指导说明代表了这一方向上的重要一步，以可更新和持续发展的形式记录了早期最佳实践。
同样重要的是，真实项目经验不仅指导设计规范，也推动规则和标准的未来发展。调试过程中的经验教训、集成挑战、险情事件和运营行为，直接输入劳氏船级社的内部规则开发流程，并为我们对国际海事组织及其他监管机构的贡献提供支撑。
这确保了随着技术的成熟，监管环境也同步成熟。总体而言，这种适应性、以证据为驱动的方法，确保劳氏船级社的指导体系保持相关性、实践性，并与现实条件保持紧密对接，从而支持氢能技术从早期示范平稳过渡到广泛、安全的商业部署。
问：展望未来，劳氏船级社将在塑造未来规则、标准和咨询服务、支持海事及近海行业向氢能和其他零碳能源转型方面发挥怎样的作用？
托马斯·拜尔博士： 劳氏船级社的核心贡献之一，将是在正式国际法规出台之前，主动开发指导说明、标准和基于风险的方法论——我们在船上制氢指导说明中已经做到了这一点。
通过这样做，我们为行业提供了在无需等待规定性规则的前提下推进项目所需的清晰度和技术治理框架。与此同时，劳氏船级社将继续通过国际海事组织和其他协作平台支持国际规则制定，确保未来的法规充分反映实践经验、稳健的安全原则以及早期部署中汲取的经验教训。
与此并行，我们的咨询服务将帮助船东、船厂和技术开发商应对技术选型、集成挑战和运营风险。这包括基于建模和数据的分析工具，为技术选型和船舶集成决策提供必要的证据支撑。
重要的是，劳氏船级社也将提供对过于乐观叙事的平衡视角，帮助运营商厘清氢能在哪些场景适用、哪些替代方案可能更为合适，以及哪些运营和基础设施影响需要被现实地纳入考量。
简而言之，劳氏船级社未来的角色，是将技术专长、独立保证和监管领导力融为一体，为行业安全、负责任、规模化地部署氢能和其他零碳技术提供信心与支撑。